各种形式的水轮机从形式上看各不相同,换能效果也不相同。翼型叶片水动力特性分析是水轮机参数优化的工作基础。通过水轮机转子翼型叶片水动力学研究,设计好的转子形式,对其参数进行优化,对于提高水轮机的换能效率有重要意义,但由于目前海流能发电装置研究大多处于试验研究阶段,还不成熟,所以对于海流能发电水轮机转子的翼型叶片水动力学研究并不深入。格子Boltzmann方法是近年逐渐发展完善的复杂流体系统建模和模拟的介观方法,具有算法简单、精度高、压力可以直接求解、能够模拟具有复杂边界条件的问题以及适合于并行计算等优点。格子Boltzmann方法自从提出后引起了国际上许多学者的关注,理论不断成熟,经过二三十年的发展,已经提出了多种模型,并且已经在很多流体力学应用领域取得了很大的成功,成为流体动力学问题仿真模拟的一类重要的方法。本文将格子Boltzmann方法应用于海流能发电水轮机翼型叶片水动力特性的研究中,通过数值模拟和对比分析,验证了格子Boltzmann方法在该领域应用研究的可行性；对不同攻角、不同翼型叶片、不同雷诺数等条件下的翼型绕流流场进行了模拟,处理计算数据并绘制了相应流线图和水动力特性曲线,通过对比归纳出不同翼型参数和外界条件下翼型水动力特性的变化趋势,提出了种优化翼型水动力特性的基本实现方法,为海流能发电水轮机翼型叶片的优化提供了思路；针对格子Boltzmann方法在海流能发电水轮机翼型叶片的应用开发了一个翼型分析的实时计算软件,程序经过优化运算效率较高,可以作为水轮机翼型叶片的模拟分析工具；另外采用格子Boltzmann方法研究了导流罩对提高翼型水轮机转子发电效率的影响,通过对分析比,总结不同轮廓、外形尺寸和安装间距等对导流罩增速效果的影响规律,提出了一种提高导流罩增速效果的措施,为提高翼型水轮机转子的效率提供了理论依据；同时推导了格子Boltzmann方法在单位转换方面的理论知识,通过无量纲变换得到了单位转换的公式,为后续的相关研究工作奠定了基础,提供了部分有价值的参考和指导资料,为格子Boltzmann方法的完善和拓展进行了有益的探索。